23. Матрица mva
В 1996 году компания Fujitsu разработала еще один тип матриц - MVA (Multi-Domain Vertical Alignment). Технология MVA является развитием VA — технологии с вертикальным упорядочением молекул. В отличие от TN- и IPS-матриц, в данном случае используются жидкие кристаллы с отрицательной диэлектрической анизотропией, которые ориентируются перпендикулярно к направлению линий электрического поля.
При отсутствии напряжения между обкладками ЖК-ячейки все жидкокристаллические молекулы ориентированы вертикально и не оказывают влияния на плоскость поляризации проходящего света. Поскольку свет проходит через два скрещенных поляризатора, он полностью поглощается вторым поляризатором и ячейка оказывается в закрытом состоянии, причем, в отличие от TN-матрицы, возможно получение идеально черного цвета.
При приложении напряжения к электродам, которые расположены сверху и снизу, молекулы поворачиваются на 90o, ориентируясь перпендикулярно к линиям электрического поля. При прохождении плоскополяризованного света через такую структуру плоскость поляризации поворачивается на 90° и свет свободно проходит через выходной поляризатор, то есть ЖК-ячейка оказывается в открытом состоянии.
Достоинствами систем с вертикальным упорядочением молекул являются возможность получения идеально черного цвета (что сказывается на возможности получения высококонтрастных изображений) и малое время реакции пиксела. С целью увеличения углов обзора в системах с вертикальным упорядочением молекул используется мультидоменная структура, что и приводит к созданию типа матриц MVA (рисунок 3). Каждый субпиксел разбивается на несколько зон (доменов) с использованием специальных выступов. Такие выступы немного меняют ориентацию молекул, заставляя их выравниваться по поверхности выступа. Это приводит к тому, что каждый домен светит в своем направлении (в пределах некоторого телесного угла), а совокупность всех направлений позволяет расширить угол обзора монитора.
Ориентация молекул в отсутствие напряжения между электродами.
Рисунок 3 - Доменная структура MVA-ячейки
К достоинствам MVA -матриц следует отнести высокую контрастность (за счет возможности получения идеального черного цвета) и большие углы обзора (вплоть до 178°). Однако у данной технологии есть и свои минусы.
В настоящее время существует несколько разновидностей технологии, например PVA (Patterned Vertical Alignment) компании Samsung и MVA-Premium, которые улучшают характеристики MVA -матриц.
24. Матрица IPS
IPS (In-Plane Switcing) - это технология, разработанная в 1995 году компаниями Hitachi и NEC. Мониторы с IPS-матрицей называют также Super TFT-мониторами. Отличительной особенностью IPS-матриц является то, что управляющие электроды расположены в одной плоскости на нижней стороне ЖК-ячейки.
При отсутствии напряжения между электродами ЖК-молекулы расположены параллельно друг другу, электродам и направлению поляризации нижнего поляризующего фильтра. В этом состоянии они не влияют на угол поляризации проходящего света и свет полностью поглощается выходным поляризующим фильтром, поскольку направления поляризации фильтров перпендикулярны друг другу. При подаче напряжения на управляющие электроды создаваемое электрическое поле поворачивает ЖК-молекулы на 90o так, что они ориентируются вдоль силовых линий поля. Если через такую ячейку пропустить свет, то за счет поворота плоскости поляризации верхний поляризующий фильтр пропустит свет без помех, то есть ячейка окажется в открытом состоянии (рисунок 2). Меняя напряжение между электродами, можно заставлять ЖК-молекулы поворачиваться на произвольный угол, изменяя тем самым прозрачность ячейки.
Во всем остальном IPS подобны TFT-матрицам: цветное изображение также формируется за счет использования трех цветовых фильтров.
IPS-матрицы имеют как преимущества, так и недостатки по сравнению с TN-матрицами. Преимуществом является то, что в данном случае получается идеально черный цвет, а не серый, как в TN-матрицах. Другое неоспоримое достоинство данной технологии большие углы обзора, достигающие 170°. Связано это с тем, что в ТМ-матрицах, в зависимости от формируемого цветового оттенка пиксела, направление ориентации ЖК-молекул составляет некий угол относительно перпендикуляра к поверхности монитора, а в IPS-матрицах молекулы при любом цветовом оттенке расположены всегда в одной и той же плоскости экрана монитора.
К недостаткам IPS -матриц стоит отнести большее, чем у TN-матриц, время реакции пиксела. В заключение отметим, что существуют различные модификации IPS-матриц (Super IPS, Dual Domain IPS), позволяющие улучшить их характеристики.
25. Монитор – это устройство, на которое выводится изображение, визуальное отображение информации. На данный момент мониторы бывают двух типов: ЖК-мониторы, они же LCD (жидкокристаллические) и ЭЛТ-мониторы (экран на основе электронно-лучевой трубки), они же CRT. Жидкокристаллические мониторы с уверенностью вытесняют мониторы с ЭЛТ с рынка, из-за своей компактности, лучшего качества изображения и менее вредного воздействия на глаза человека. Как известно, при долгой работе с ЭЛТ экранами у человека начинает ухудшаться зрение.
ЖК-дисплей – это экран, который имеет матрицу на основе жидких кристаллов. Только совсем недавно, этот тип дисплея вытеснил с рынка ЭЛТ, хотя жидкокристаллические мониторы были разработаны еще в 1963 году, компанией RCA. А первый аналог кинескопного (ЭЛТ) дисплея был создан в XIX века в 1879 году английским физиком и химиком сэром Уильямом Круксом.
Экраны на основе жидких кристаллов получили широкое применение в технике. ЖК-экраны используются в компьютерной технике, ноутбуках, телевизорах, фотоаппаратах, электронных книгах, телефонах и во многих других устройствах, где присутствует функция вывода информации на экран. Изображение в жидкокристаллическом мониторе формируется благодаря отдельным элементам через систему развертки. Экраны этого типа могут быть как монохромными (черно-белые), так и цветными.
Технические характеристики
Характеристики ЖК-экранов значительно отличаются от устаревших ЭЛТ.
• Самым главным отличием является, то, что в ЖК-мониторах имеется фиксированное разрешение - горизонтальные и вертикальные размеры монитора, которые измеряются в пикселях.
• Вторым явным отличием является угол обзора. У монитора с матрицей на основе жидких кристаллов, есть такой минус, как ограниченный угол обзора, но производители стремятся приблизить его к 180о как по горизонтали, так и по вертикали. И в этой характеристике ЖК - монитор пока еще уступает монитору с электронно-лучевой трубкой.
• Размер жидкокристаллического монитора, как и монитор ЭЛТ измеряется по длине диагонали. А площадь монитора зависит от соотношения сторон, самыми распространенными соотношениями сторон является 4:3 и 16:9. Большей площадью обладает монитор с соотношением 4:3, хотя на экране 16:9 более приятно смотреть фильмы, особенно в HD-формате.
• Контрастность – это величина, которая показывает насколько, самая светлая точка монитора отличается от самой темной.
• Яркость – показывает, какое количество света излучается монитором, и измеряется в канделах.
• Время отклика, также является важной технической характеристикой монитора, особенно для работы со сложной графикой и при игре в динамические игры. Это время, которое потребно пикселю, для изменения яркости. Время отклика состоит из двух составляющих: времени буферизации (от 20 до 50мс) и времени переключения (от 2 до 6мс).
Достоинства жидкокристаллических мониторов и экранов:
1. Малый размер;
2. Малый вес;
3. Отсутствие видимого мерцания;
4. Нет дефектов лучей фокусировки;
5. На них не могут воздействовать помехи магнитных поля;
6. Нет проблем с четкостью изображения.
Несмотря на свои достоинства, жидкокристаллические мониторы имеют и значительные недостатки, которые на данный момент невозможно устранить:
1. Четкое изображение может быть получено только в одном установленном производителем разрешение. В отличие от мониторов с электронно-лучевой трубкой, в котором можно настраивать разрешение.
2. Зависимость контраста цветов от угла обзора монитора.
3. Смена изображения на LCD мониторах остается ниже, чем на CRT.
4. Существует дефекты пикселей даже при покупке нового монитора. Существуют определенные требования к количеству возможных дефектных пикселей, а именно их количество на один миллион рабочих. Мониторы самого высокий класс должны иметь максимум один дефектный пиксель. А на самых плохих мониторах могут иметь дефекты до 262 пикселей.
5. Пиксели LCD монитором имеют свойство деградации, хотя время за которое они деградируют очень длительное. Для справки лазерные дисплеи не подвержены деградации.
Мониторы с жидкокристаллической матрицей производит множество фирм, лидерами являются LG, Sharp, Samsung, Philips. На рынке ЖК-мониторов работает более 15 производителей, но лучшими по качеству являются вышеперечисленные фирмы.
26. Принцип работы LED-подсветки
По своей сути ЖК экран — это многослойный «пирог», составленный из фильтров цвета, массивов жидких кристаллов, ламп подсветки и пр. Ячейки жидких кристаллов сами по себе не светятся, но, в зависимости от уровня поданного на них напряжения, открываются для пропускания света полностью, приоткрываются частично или просто закрыты в случае отображения тёмного участка картинки.
Роль ламп подсветки – просветить приоткрывшиеся ЖК ячейки, чтобы на экране получилась финальная картинка. Несмотря на столь упрощённый пересказ принципа работы ЖК-дисплея, этого вполне достаточно чтобы понять назначение его основных компонентов.
Толщина слоёв «пирога» различных ЖК экранов разная. В случае использования традиционных флуоресцентных ламп слой подсветки оказывается настолько толстым, что занимает больший объём нежели все остальные слои вместе взятые. Общая толщина такого ТВ достигает 12 см.
Заменим люминесцентные лампы подсветки ЖК ячеек на светодиоды. Первый же очевидный эффект такой замены – значительное уменьшение общей толщины ЖК-панели. Более того, в LED-телевизорах Samsung светодиоды размещены не за матрицей, а по её краям, благодаря чему наличие такого торцевого слоя практически никак не отражается на общей толщине, зато значительно уменьшается общий вес. Общая толщина такого ТВ достигает 3 см.
Светонаправляющий слой LED BLU обеспечивает равномерную подсветку во всех участках экрана. Благодаря специальной отражающей решетке эффективность светопередачи LED-телевизоров Samsung заявлена на 20% выше, чем у моделей с прямой RGB LED подсветкой.
Для справки: В LED-телевизорах Samsung серии 8000 для подсветки используется 324 светодиода. Благодаря полному отказу от люминесцентных ламп LED-телевизоры не содержат ни грамма ртути. В технологии Samsung вдобавок к этому удалось также полностью избавиться от пайки с помощью соединений свинца, и практически свести к нулю выбросы летучей органики и других вредных побочных продуктов при отказе от распыляемых порошковых красок – тонкий, прочный и симпатичный корпус новых телевизоров изготавливается по специальной технологии литья Crystal Design.